Netty-NIO

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2025-03-10 约 1108 字预计阅读 3 分钟

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【Netty】- NIO

NIO：non-blocking io

三大组件

Channel & Buffer

Buffer类似内存缓冲区，暂存从Channel读取的数据，可以从 Channel 将数据读入 Buffer ，也可以将Buffer的数据写入Channel

Selector

多线程版

缺点：

内存占用高
线程上下文切换成本高
只适合连接数少的场景

线程池版

缺点：

阻塞模式下，线程只能处理一个socket连接
只适合短连接场景

Selector版

selector就是配合一个线程来管理多个channel，可以管理多个channel，获取这些channel上发生的事件，channel工作在非阻塞模式下，不会让线程吊死在一个channel上。

适合连接数特别多，但是流量（数据量）低的场景

ByteBuffer

使用

步骤：

向Buffer写入数据
调用flip()切换 读模式
从Buffer读取数据
调用clear() 或 compact()切换到 写模式

public static void main(String[] args) {
    // FileChannel
    // 输入输出流
    try (FileChannel channel = new FileInputStream("data.txt").getChannel()) {
        // 准备缓冲区
        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(10); // 划分一段内存作为缓冲区
        while(true) { // 因为缓冲区只有10字节，所以需要分多次读取
            // 从 channel 读取数据，向 buffer 写入
            int len = channel.read(buffer); // 表示读到的字节数
            if(len == -1) { // 没有内容了
                break;
            }
            // 打印 buffer 的内容
            buffer.flip(); // 切换至读模式
            while(buffer.hasRemaining()) { // 是否还有剩余未读数据
                byte b = buffer.get(); // 一次读一个字节
                log.debug("实际字节 {}", (char) b);
            }
            buffer.clear(); // 切换为写模式
        }
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

结构

几个重要属性：

capacity：容量（能装多少数据）
position：读写指针（索引下标）
limit：读写限制

初始状态：
写入数据

当写了a、b、c、d数据后，position指针也会往后移动

切换读模式

当切换为读模式，position指针回到最开始的状态

切换写模式

clear()：直接回到开头写
compact()：未读的往前移，从未读完的开始写

常见方法

分配空间

public static void main(String[] args) {
  	System.out.println(ByteBuffer.allocate(16).getClass()); // class java.nio.HeapByteBuffer：java 堆内存，读写效率较低，受到 GC 的影响
    System.out.println(ByteBuffer.allocateDirect(16).getClass()); // class java.nio.DirectByteBuffer：直接内存，读写效率高（少一次拷贝），不会受 GC 影响，分配的效率低
 }

写入数据

调用channel的read方法

int readBytes = channel.read(buf);

调用buffer的put方法

buffer.put((byte)127);

读取数据

调用channel的write方法

int writeBytes = channel.write(buf);

调用buffer自己的get方法

byte b = buffer.get(); // 一次读取1个字节
buffer.get(new byte[4]); // 一次读取4个字节

可以通过rewind从头开始读
mark() + reset()：
通过mark()做标记
通过reset()将position重置到mark()做标记的位置

字符串和ByteBuffer互相转换

public static void main(String[] args) {
    // 1. 字符串转为 ByteBuffer
    ByteBuffer buffer1 = ByteBuffer.allocate(16);
    buffer1.put("hello".getBytes());
    debugAll(buffer1);

    // 2. Charset
    ByteBuffer buffer2 = StandardCharsets.UTF_8.encode("hello");
    debugAll(buffer2);

    // 3. wrap
    ByteBuffer buffer3 = ByteBuffer.wrap("hello".getBytes());
    debugAll(buffer3);

    // 4. 转为字符串
    String str1 = StandardCharsets.UTF_8.decode(buffer2).toString();
    System.out.println(str1);

    buffer1.flip(); // 如果是第一种方式，需要先切换到读模式，再转换
    String str2 = StandardCharsets.UTF_8.decode(buffer1).toString();
    System.out.println(str2);
}